柳威 王一 趙清晴

摘要：以卡特彼勒966H型裝載機(jī)為研究對象，對其變速箱液壓系統(tǒng)工作原理進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際作業(yè)中一些故障處置方法和維修經(jīng)驗(yàn)，對系統(tǒng)中常見的問題進(jìn)行總結(jié)分析，以供廣大同行相互交流學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：966H型裝載機(jī)；變速箱；液壓系統(tǒng)；故障處置

0? ?引言

卡特彼勒966H型裝載機(jī)是煙臺港集團(tuán)有限公司龍口港公司通過招標(biāo)引進(jìn)的新型裝載機(jī)，該裝載機(jī)具有動力強(qiáng)勁、可靠耐用、操作便捷的特點(diǎn)，自2012年入港后即成為龍口港散貨作業(yè)的“頂梁柱”。進(jìn)入2020年以來，該型裝載機(jī)變速箱液壓系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)一些故障。

作為大型進(jìn)口設(shè)備，卡特966H型裝載機(jī)可查資料少、維修難度高。本文以卡特彼勒966H型裝載機(jī)為研究對象，對其變速箱液壓系統(tǒng)工作原理進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際作業(yè)中一些故障處置方法和維修經(jīng)驗(yàn)，對系統(tǒng)中常見的問題進(jìn)行總結(jié)分析，以供廣大同行相互交流學(xué)習(xí)。

1? 變速箱液壓系統(tǒng)原理分析

卡特966H系列裝載機(jī)變速箱采用電控模式，駕駛員通過操作開關(guān)按鈕換實(shí)現(xiàn)車輛擋位和行車方向的切換。變速箱液壓系統(tǒng)主要包括變矩器、變速箱泵、安全閥、擋位調(diào)制閥、變速箱ECM等主要部件。其主要工作原理如圖1所示。

變速箱泵通過發(fā)動機(jī)帶動運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓泵從變速箱底部經(jīng)磁性濾網(wǎng)過濾吸入變速箱油，為整個(gè)傳動控制系統(tǒng)提供液壓動力。變速箱油再經(jīng)濾清器過濾后進(jìn)行分流，一路經(jīng)主安全閥建立穩(wěn)定油壓后流進(jìn)變矩器，為變矩器提供潤滑和散熱。然后經(jīng)變矩器出口安全閥，流進(jìn)變速箱油散熱器降溫后，最終流入變速箱箱體內(nèi)進(jìn)行再循環(huán)[1]。

另一路變速箱油流進(jìn)6個(gè)擋位調(diào)制閥。6個(gè)調(diào)制閥安裝在變速箱上蓋，分別對應(yīng)6個(gè)變速箱離合器。6個(gè)調(diào)制閥包括前進(jìn)、倒退兩個(gè)方向調(diào)制閥和一、二、三、四擋4個(gè)速度調(diào)制閥。需要移動車輛時(shí)，駕駛員操作擋位開關(guān)，變速箱ECM接到動車信號后，同時(shí)給方向調(diào)制閥和速度調(diào)制閥通電。

變速箱油經(jīng)過通電的調(diào)制閥控制后，流進(jìn)對應(yīng)的離合器，并使離合器接合，實(shí)現(xiàn)車輛行駛。調(diào)制閥主要有兩個(gè)作用：一是切換變速箱油路，二是穩(wěn)定變速箱油壓力[2]?？ㄌ?66H型裝載機(jī)變速箱系統(tǒng)壓力標(biāo)準(zhǔn)值如表1所示。

2? ?變速箱液壓系統(tǒng)常見故障排查

卡特966H型裝載機(jī)在港口作業(yè)主要散貨裝卸為主，作業(yè)負(fù)荷大、環(huán)境惡劣，變速箱液壓系統(tǒng)故障常在作業(yè)25000h后開始顯現(xiàn)。變速箱液壓系統(tǒng)常見故障分析和處理方法如下：

2.1? ?變速箱離合器打滑、取貨無力

2.1.1? ?故障現(xiàn)象

故障表現(xiàn)為在裝卸作業(yè)時(shí)，出現(xiàn)取貨無力、離合器打滑現(xiàn)象。

2.1.2? ?排查方法

使用擋位壓力表對無力擋位進(jìn)行測試，如果在空載和取貨時(shí)都出現(xiàn)擋位壓力低的情況，說明調(diào)制閥出現(xiàn)卡滯或磨損泄壓的情況，需要拆檢擋位調(diào)制閥。

如果在空載情況擋位壓力正常，而重載出現(xiàn)擋位壓力低，則說明擋位的離合器片出現(xiàn)磨損，需要拆檢變速箱對內(nèi)部軸承、離合器片、齒輪等部件進(jìn)行檢查。

2.1.3? ?故障原因分析

2.1.3.1? ?調(diào)制閥故障

卡特966H型變速箱調(diào)制閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。擋位調(diào)制閥主要用于切換擋位，給變速箱離合器片提供穩(wěn)定油壓，其主要由線圈、閥體、閥芯、測壓口等部件組成。

在正常狀態(tài)掛擋時(shí)，變速箱ECM給變速箱調(diào)制閥通電，電磁線圈產(chǎn)生電磁力推動閥內(nèi)銷子右移，使銷子頂住球閥。變速箱油通過閥芯內(nèi)部通道進(jìn)入節(jié)流孔，由于銷子給球閥的壓力大于右側(cè)彈簧的給閥芯的彈力，在油壓作用下電磁閥閥芯右移，彈簧壓縮，變速箱油回油腔封堵，來自變速泵的油全部流入離合器中，壓實(shí)離合器片，實(shí)現(xiàn)掛擋行駛。

分析認(rèn)為，變速箱需要長時(shí)間頻繁切換擋位進(jìn)行裝卸作業(yè)，調(diào)制閥內(nèi)部閥芯也需要頻繁來回移動，如果變速箱油保養(yǎng)不及時(shí)或者內(nèi)部濾網(wǎng)破損過濾效果不佳，將導(dǎo)致調(diào)制閥閥芯出現(xiàn)磨損泄壓或者卡滯。變速泵進(jìn)油無法全部流進(jìn)離合器中，離合器片便出現(xiàn)壓實(shí)不緊打滑情況。

2.1.3.2? ?離合器打滑

卡特966H型裝載機(jī)變速箱離合器片表面為膠質(zhì)材質(zhì)，隨著裝載機(jī)在長時(shí)間高負(fù)荷條件下運(yùn)行，離合器片表面材質(zhì)在高溫高壓作用下會出現(xiàn)老化、脫落，導(dǎo)致離合器片壓實(shí)不嚴(yán)，作業(yè)中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

為了防止故障擴(kuò)大化，卡特裝載機(jī)每次500h保養(yǎng)時(shí)，都要對變速箱磁性濾芯進(jìn)行檢查清理，以了解變速箱內(nèi)部使用狀態(tài)，提早做好維修安排。966H型裝載機(jī)駕駛室監(jiān)控儀表上，雖然有變速箱磁性濾芯堵塞報(bào)警，但該報(bào)警只在堵塞嚴(yán)重，影響變速箱油流通才會報(bào)警，所以為了預(yù)防該部位出現(xiàn)問題，必須對磁性濾芯進(jìn)行定期檢查。

2.2? ?擋位掛不上

2.2.1? ?故障現(xiàn)象

故障表現(xiàn)為裝載機(jī)在作業(yè)時(shí)過程中某一擋位掛不上。

2.2.2? ?排查方法

使用萬用表對擋位調(diào)制閥線路通電情況進(jìn)行測試，如果掛擋調(diào)制閥沒有得電，需要對變速箱ECM以及ECM至擋位閥線束進(jìn)行檢查，是否存在斷路情況。如果存在斷路，需要對線束進(jìn)行檢查。

如果調(diào)制閥線圈得電但沒有動作，需要使用萬用表對線圈阻值進(jìn)行測量。如果線圈的電阻無窮大，說明線圈燒壞。如果測量其阻值正常，還不能說明線圈一定是好的，應(yīng)該找一個(gè)小螺絲刀放在穿于調(diào)制閥線圈金屬桿附近，然后給調(diào)制閥通電，如果感覺到有磁性，則證明電磁閥線圈是好的，否則電磁閥線圈是壞的[3]。

2.2.3? ?原因分析

調(diào)制閥線圈燒壞原因通常主要有兩種：

一是系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定。當(dāng)電源電壓高于電磁閥線圈額定電壓時(shí)，主磁通增加，導(dǎo)致線圈中的電流增加，從而發(fā)熱將燒毀線圈。若電流電壓低于線圈額定電壓時(shí)，將使電磁力減小，有可能導(dǎo)致線圈通電后動鐵芯不能吸合。磁路中長期存在一段空氣間隙，磁路中的磁阻較正常狀態(tài)時(shí)大許多倍，引起勵磁電流的劇增，時(shí)間一長也可能導(dǎo)致線圈損壞[4]。

二是線圈受潮。線圈受潮會引起線圈絕緣能力降低，使線圈內(nèi)電流過大，從而將線圈燒毀。為了防止線圈受潮，日常設(shè)備管理中，對變速箱調(diào)制閥線路要作好刷車防水和雨雪防水工作。

2.3? ?變速箱異響

2.3.1? ?故障現(xiàn)象

故障表現(xiàn)為在作業(yè)行駛過程中，變速箱內(nèi)部存在明顯的噪聲或者金屬撞擊聲。

2.3.2? ?處置方法

遇到變速箱內(nèi)部存在明顯的噪聲或者金屬撞擊聲時(shí)，應(yīng)立馬停車熄火，并對變速箱進(jìn)行拆檢。

2.3.3? ?原因分析

卡特966H型裝載機(jī)裝配的是液壓離合器行星齒輪式變速箱，主要由變矩器、行星齒輪組、液壓控制閥組、傳動齒輪箱組成。行星齒輪組是變速箱的核心，主要由行星輪機(jī)構(gòu)組成，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也是變速箱最容易出現(xiàn)故障的部件。

一擋是變速箱使用最頻繁的擋位，若其長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，離合器片、軸承以及齒輪表面，都會因疲勞出現(xiàn)磨損、脫落情況。磨損產(chǎn)生大量的金屬粉末，會使齒輪、軸承表層金屬剝落形成點(diǎn)蝕，若變速箱一擋太陽輪出現(xiàn)嚴(yán)重的點(diǎn)蝕，變速箱齒輪嚙合時(shí)將產(chǎn)生明顯的振動和噪聲。

卡特966H型裝載機(jī)變速箱結(jié)構(gòu)較為特殊，在作業(yè)時(shí)行星輪與太陽輪只有一對輪齒完全嚙合，因此齒根處所受應(yīng)力最大。后期維修過程中發(fā)現(xiàn)，長期使用的變速箱，一擋行星齒輪齒牙根部常出現(xiàn)裂紋或者斷裂現(xiàn)象[5]。

另外，裝載機(jī)作業(yè)過程中，若存在超載、超負(fù)荷運(yùn)行以及野蠻操作等問題，讓行星齒輪組短時(shí)間內(nèi)受到巨大沖擊，也會造成齒輪齒牙斷裂，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)行星輪損壞。需要注意：在作業(yè)過程中若變速箱出現(xiàn)明顯的異響，不可隨意動車，以免造成更大經(jīng)濟(jì)損失。

3? ?結(jié)束語

卡特966H型裝載機(jī)整體穩(wěn)定性好、故障率低，但在設(shè)備監(jiān)控方面也存在一定不足，如不能對變速箱各擋壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測，也沒有報(bào)警功能，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)往往事態(tài)已經(jīng)很嚴(yán)重。卡特裝載機(jī)配件國產(chǎn)化率較低，大部分配件需要從國外進(jìn)口，且周期長價(jià)格高。

為了降低維修費(fèi)用，保證正常生產(chǎn)作業(yè)，建議在卡特966H型裝載機(jī)運(yùn)行使用5000h以上后，每隔200h對變速箱系統(tǒng)各擋壓力進(jìn)行一次測試，且隨時(shí)使用時(shí)間增長，壓力測試間隔也要隨之縮短，以防止在壓力異常情況下作業(yè)，將故障擴(kuò)大化，增大維修成本。

參考文獻(xiàn)

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[3] 許周密，何照建.卡特彼勒988H型裝載機(jī)葉輪離合器無法分離故障排查[J].工程機(jī)械與維修，2019（4）：105-106.

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[5] 董毓海，于江.卡特980F裝載機(jī)變速箱常見故障分析與維修[J].天津航海，2002（2）：18-21.